Tải bản đầy đủ
2 Xác định chiều cao tường ngăn dòng:

2 Xác định chiều cao tường ngăn dòng:

Tải bản đầy đủ

đồ án tốt nghiệp
sơ bộ TTĐ Nậm Cát

Thiết kế

Nhà máy thuỷ điện và tuyến năng lợng bố trí lòng sông hơi lệch về bên phải
khi nhìn từ thợnglu . phía sau đập dâng là nhà máy thuỷ điện , giữa nhà máy thuỷ
điện và đập dâng là trạm biến áp , nớc đợc dẫn từ hồ chứa vào nhà máythuỷ điện
thông qua đờng ống áp lực đặt trong thân đập bê tông .
Trạm phân phối điện đợc bố trí phía phải đập dâng nớc và ở cao trình nhất
định theo điều kiện địa hình cho phép.
Để đảm bảo điều kiện làm việc đợc tốt trong điều kiện địa hình địa chất và
các điều kiện khác thì khi bố trí các công trình ngời ta thờng bạt mái tại các vị trí
xây dựng để tiện lợi cho việc thi công và ổn định cho các công trình khi làm việc.
II. Cửa lấy nớc vào nhà máy thuỷ điện :
Cửa lấy nớc vào nhà máy thuỷ điện là công trình đâu tiên trên tuyến năng lợng, có tác dụng dẫn nớc từ hồ chứa vào đờng ống áp lực để vào nhà máy thuỷ
điện
Có rất nhiều hình thức đặt cửa lấy nớc vào nhà máy thuỷ điện nhng trong đồ
án này do nhà máy thuỷ điện sau đập và có hồ chứa lớn cùng với đập bê tông
trọng lực nên cửa lấy nớc đợc bố trí ngay trớc đập phía thợng lu
Cửa lấy nớc là cửa lấy nớc có áp và có ngỡng đặt thấp hơn MNC một
khoảng là 2 m theo thiết kế sơ bộ ban đầu
*Yêu cầu đối với cửa lấy nớc
Khi thiết kế cửa lấy nớc cần đảm bảo các điều kiện sau đây :
- Cung cấp đủ lu lợng trong mọi điều kiện vận hành của TTĐ
- Cửa lấy nớc phải có khả năng đóng kín nớc trong trờng hợp nhà máy gặp
sự cố
- Cửa lấy nớc phải ngăn ngừa đợc các vật nổi trôi vào đờng ống áp lực và
vào các tổ máy
- Cửa lấy nớc phải đảm bảo tổn thất thuỷ lực là nhỏ nhất
- Cửa lấy nớc phải đảm bảo điều kiện bền và ổn định
- Cửa lấy nớc phải bảo đảm lắng đọng bùn cát có kích thớc lớn trôi vào
trong đờng ống áp lực
III - Các thiết bị bố trí trên cửa lấy nớc
1 - Lơi chắn rác :
Tác dụng của lới chắn :
110

đồ án tốt nghiệp
sơ bộ TTĐ Nậm Cát

Thiết kế

Tránh không cho vật nổi và rác bẩn có kích thớc lớn trôi vào đờng ống áp
lực hoặc turbin
Cấu tạo lới chắn rác :
Chọn lới chắn rác có dạng hệ khung kim loại ,trên đó có các thanh lới bố trí
dọc ,mặt cắt nganh thanh lới có dạng hình lu tuyến. Khoảng cách giữa hai thanh lới là b, khoảng cách này phụ thuộc vào loại turbin và số lợng rác bẩn, khi chọn
kích thớc này cần phải tính toán cụ thể sao cho có thể ngăn đợc các vật nổi có
thể làm h hỏng đờng ống áp lực và turbin
Đối với turbin tâm trục khoảng cách giữa hai thanh lới chọn phải thoả mãn
điều kiện
b < 1/30.D1 = 400/30 =13,333 cm
Vậy trong đồ án này chọn khoảng cách giữa hai thanh lới là b = 13 cm
Chiều rộng thanh lới chọn l = 100cm , bề dày thanh d = 10 cm
Đối với trạm thuỷ điện Nậm Cát do khoảng cách từ mực nớc dâng bình thờng tới cửa lấy nớc tơng đối sâu nên chọn vận tốc trớc lới chắn rác la V =1 m/s
2 - Cửa van :
Tác dụng của cửa van là đóng một phần hay toàn bộ dòng chảy vào đờng
ống áp lực để phục vụ sữa chữa trong quá trình vận hành hay khi nhà máy gặp
sự cố
Cửa van bao gồm hai loại : Van sữa chửa và van công tác- sự cố
+Van sữa chữa:
Có tác dụng đóng kín dòng nớc để tiến hành sữa chữa các bộ phận của cửa lấy nớc Và đờng ống áp lực , vì vậy van sửa chữa đợc đặt ngay sau lới chắn rác và trớc
van công tác-sự cố
+Van công tác-sự cố :
Có tác dụng điều tiết lu lợng của TTĐ trong điều kiện vận hành bình thờng(Van
công tác ) và đóng kín nớc ngay lập tức toàn bộ lu lợng vào đờng ống áp lực trong
trờng hợp nhà máy gặp sự cố (van sự cố). Van công tác sự cố th ờng đặt ngay
sau van sữa chữa và trớc đờng ống áp lực .
3 -Thiết bị nâng chuyển :
Để phục vụ cho việc đóng mở và tháo lắp các cửa van và lới chắn rác cũng
nh việc vớt rác bẩn trên lới chắn rác thì cần trang bị thiết bị nâng chuyển ở phía
trên cửa lấy nớc
111

đồ án tốt nghiệp
sơ bộ TTĐ Nậm Cát

Thiết kế

Tại đây bố trí một cầu trục chân dê để phục vụ chung cho toàn bộ cửa lấy
nớc của TTĐ,ngoài ra với Van công tác sự cố yêu cầu phải đóng mở nhanh nên
ta cần bố trí một một thiết bị đóng mở riêng biệt và thiết bị này phải đóng mở tự
động khi có sự cố xảy ra và khi cần thay đổi lu lợng vào trong đờng ống áp lực
(còn khi tháo lắp sửa chữa thì sử dụng cầu trục chân dê)
4 - ống thông khí :
Đối với cửa lấy nớc có áp lấy nớc vào trong đờng ống áp lực để giảm chân
không trong đờng ống khi đóng cửa van ngời ta ngời ta thờng bố trí ống thông khí ,
ống thông khí đợc đặt ngay sau cửa van
Kích thớc ống thông khí phụ thuộc vào lu lợng vào trong đờng ống áp lực
và đợc xác định nh sau :
F=

QK
VK

Trong đó
QK: lu lợng không khí vào đờng ống thông khí , lu lợng này chính băng lu lợng thiết kế trong đờng ống áp lực Qk = QTĐ = 151,18 m3/s
Vk: vận tốc của không khí khi vào trong đờng ống thông khí , trong thiết kế
thờng chọn vận tốc không khí trong đồng ống thông khí thờng bằng từ (25-:-50)
m/s trong đồ án này do đờng ống áp lực đặt trong thân đập bê tông nên có thể
chọn vân tốc khí trong ống thông khí là V k = 40 m/s
Khi đó ta có
F = 3,8 m2
Vậy chọn tiết diện ống thông khí có dạng tròn với bán kính là : R k = 1,1 m
IV - Tính toán kích thớc cửa lấy nớc có áp :
1- Kích thớc cửa lấy nớc :
Kích thớc cửa lấy nớc của tràm thuỷ điện đợc xác định nh sau
=

Q1to
V

Trong đó : Q1tổ : lu lợng qua một tổ máy của nhà máy thuỷ điện .Vì trong đồ
án này em chọn phơng thức cấp nớc cho TTĐ Nậm Cát là phơng thức cấp nớc
độc lập nên bốn tổ máy tơng ứng với bốn cửa lấy nớc và lu lợng qua mỗi cửa lấy
nớc chính là lu lợng qua một tổ máy (Q1tổ = 151,18 m3/s)
V: Vận tốc trớc lỡi chắn rác , do khoảng cách từ MNDBT tới cửa lấy nớc là
tơng đối lớn nên vận tốc trớc lới chắn rác đợc chọn V = (0,8-:-1) m/s
112

đồ án tốt nghiệp
sơ bộ TTĐ Nậm Cát

Thiết kế

Khi đó diện tích cửa lấy nớc tơng ứng là :
=

151,18
= (151,18 ữ 188,975) chọn =165 m2
(0,8 ữ 1)

Do vậy có thể chọn tiết diện cửa lấy nớc có dạng chữ nhật với kích thớc
chiều dài chiều rộng tơng ứng là : (bxh) = (11x15)m2
Theo thí nghiệm mô hình thì trần và ngỡng cửa lấy nớc có dạng hình elip là
tốt nhất khi đó dòng chảy vào cửa lấy nớc là thuận nhất ,tổn thất thuỷ lực là nhỏ
nhất
Hình dạng trần và ngỡng cửa lấy nớc có dạng sau :
x2
a cv

2

+

y2
=1
1 '

(

)

Trong đó
acv : bán trục lớn của elip
: hệ số co hẹp đứng theo phơng dòng chảy
Theo tính toán thuỷ năng chọn cao trình trần cửa lấy nớc nằm cách cao
trình MNC một khoảng là h2 = 2 m để không khí không lọt vào đờng ống áp lực khi
mực nớc thợc lu là MNC
Cao trình trần cửa vào là :
Ztcv = MNC h2 = 183 2 = 181 m
Với chiều cao cửa lấy nớc đợc chọn: h= 13m ,nên cao trình ngỡng cửa lấy nớc là
Zncv = Ztcv h = 181 15 = 166 m
Và hàm lợng bùn cát lắng đọng tại tuyến công trình theo tuổi thọ công trình
là nhỏ nên không ảnh hởng tới cao trình ngỡng cửa lấy nớc .Để xác định đợc hình
dạng cửa lấy nớc chúng ta cần xác định đơc đờng kính kinh tế của đờng ống áp
lực
2 - Xác định đờng kính đờng ống áp lực:
Đờng kính đờng ống áp lực đợc chọn theo hai điều kiện Điều kiện kinh tế và
điều kiện lu tốc :
* Theo điêu kiện kinh tế
Với cột nớc của trạm thuỷ điện có kể tới áp lực nớc va H <100 m nên đờng
kính ống áp lực đợc tính sơ bộ nh sau
D kt =

7

0,052.151,18 3 = 5,63 m

Tính đờng kính đờng ống áp lực theo lu tốc trong đơng ống áp lực
113

đồ án tốt nghiệp
sơ bộ TTĐ Nậm Cát

Thiết kế

Q1tổ = V.F
Trong đó
V: vận tốc dòng nớc trong đờng ống áp lực (với đờng ống áp lực đợc chọn là
đờng ống thép ) nên V = (3 -:- 6) m/s trong đồ án này chọn V= 5 m/s
Khi đó ta có tiết diện cửa lấy đờng ống áp lực là :
F = 151,18/5 = 30,236 (m2)
D = 6,206 m
Để đảm bảo điều kiện làm việc an toàn thì chọn đờng kính đờng ống áp lực

Dkt = 6,3 m
Xác định cao trình đờng phân chia dòng chảy (C C) , đờng này chia dòng
chảy thành hai phần , phần chảy trên và phần chảy dới
P.h

47.91

t
Và đợc xác định nh sau : ht = h D = 91 6,3 = 50,5 m
t
kt

Trong đó P: là khoảng cách từ đáy sông tới cao trình ngỡng cửa lấy nớc
ht : chiều sâu cột nớc trớc cửa lấy nớc tính từ MNDBT tới đáy sông
Dkt: đờng kính kinh tế của đờng ống áp lực
Chiều cao ht = ht ht = 91 50,5 = 40,5 m
Bán trục lớn của elip trần cửa vào : a : = ht hct 2 = 40,5 27 2 = 11,5 m
Bán trục lớn của elíp ngỡng cửa vào: a : = h p = 50,5 47 = 3,5 m
Hệ số ' và '' đợc xác định nh sau :
' =

a'
ht

'

=

11,5
= 0,283
40,5

' =

a ''
ht

''

=

3,5
= 0,069
50,5

Hệ số co hẹp theo phơng thẳng đứng
0,043
0,043
= 0,57 +
= 0,623
'
1,1 0,283
1,1
'
0,043
0,043
'' = 0,57 +
=
0
,
57
+
= 0,612
1,1 0,069
1,1 ''

' = 0,57 +

Vậy khi đo ta có phơng trình trần và ngỡng tại cửa vào là :
y2
y2
x2
x2
+
=
1

+
=1
a '2 (1 ' )a '2
11,5 2 (1 0,623).11,5 2
y2
y2
x2
x2
+
=
1

+
=1
a ''2 (1 '' )a ''2
3,5 2 (1 0,612).3,5 2

Hình dạng cửa lấy nớc đợc vẽ dới đây
114

đồ án tốt nghiệp
sơ bộ TTĐ Nậm Cát

Thiết kế

V Chọn tuyến đờng ống áp lực
Chọn tuyến đờng ống áp lực
Với cao trình cửa lấy nớc đã chọn và cao trình lắp máy đã biết thì việc chọn
đờng ống áp lực sẽ ảnh hởng tới nhiều yếu tố của nhà máy thuỷ điện nh :
Vốn đầu t xây dựng công trình , điều kiện an toàn làm việc của TTĐ , tổn
thất trong đờng ống áp lực và một số yếu tốt khác .Vì vậy để chọn phơng án xây
dựng đờng ống áp lực và tính toán kỷ thuật đờng ống thì cần dựa vào điều kiện địa
hình địa chất và nhiệm vụ của TTĐ , cần phải nghiên cứu để chọn tuyến đờng ống
để phù hợp với việc bố trí tổng thể và các hạng mục công trình
*Các nguyên tắc chọn tuyến đờng ống áp lực
Dựa vào điều kiện địa hình địa chất , công trình đầu mối ,vật liệu xây dựng
đập và những tiêu chuẩn xây dựng đờng ống áp lực thì đờng ống áp lực đợc chọn
theo các tiêu chuẩn sau đây
Tuyến đờng ống phải ngăn , thẳng
Tuyến đờng ống không nên quá dốc, đối với ống thép <40o , đối với đờng
ống bê tông thì < 30o
Tuyến đờng ống áp lực không đợc quá cong để tránh và áp lực nớc lên
tuyến đờng ống
Đỉnh tuyến đờng ống phải thấp hơn đờng đo áp thấp nhất
Tận dụng địa hình để bố trí tuyến đờng ống theo sờn đồi để tránh khôi lợng đào đắp và vốn đầu t xây dựng công trình
*Nhận xét :
Trên cơ sở xây dựng đập dâng là đập bêtông trọng lực , nhà máy thuỷ điện
sau đập , cột nớc của nhà máy thuỷ điện tơng đối cao nên em chọn tuyến đờng
ống nằm trong thân đập bê tông vừa bảo đảm điều kiện làm việc ổn định cho đờng ống vừa giảm khối lợng bê tông xây dựng đập và dẫn tới giảm vốn đầu t xây
dựng công trình nhng ngợc lại việc thi công tính toán phức tạp
1- Chọn phơng thức dẫn nớc vào nhà máy thuỷ điện :
Phơng thức cấp cho trạm thuỷ điện phụ thuộc vào điều kiện địa hình , địa
chất , cách bố trí nhà máy, công suất thiết kế, cột nớc làm việc của trạm thuỷ điện
và vốn đầu t xây dựng công trình
Trong thiết kế ngời ta thờng dùng các phơng thức sau đây
1-1)Phơng thức dẫn nớc vuông góc
115

đồ án tốt nghiệp
sơ bộ TTĐ Nậm Cát

Thiết kế

Phơng thức dẫn nớc vuông góc là phơng thức dẫn nớc mà trục đờng ống áp
lực vuông góc với trục nhà máy thuỷ điện
+u điểm của phơng thức cấp nớc vuông góc :
Tuyến đờng ống ngắn do ống không bị uốn cong , tổn thất thuỷ lực nhỏ,
khối lợng đào đắp ít
+Nhợc điểm :
Khi đờng ống đặt hở và khi tuyến đờng ống gặp sự cố thì gây nguy hiểm
cho nhà máy thuỷ điện
+ứng dụng :
ứng dụng cho trạm thuỷ điện có địa hình phù hợp với phơng thức dẫn nớc
thẳng góc và cho trạm thuỷ điện có cột nớc cao
1-2)Phơng thức dẫn nớc song song :
Là phơng thức dẫn nớc mà trục đờng ống song song với trục nhà máy
1-3)Phơng thức dẫn nớc xiên góc :
Là phơng thức dẫn nớc mà trục đơng ống áp lực tạo với trục nhà máy một góc nào
đó
Theo những nhân xét trên em chọn phơng thức dẫn nớc cho nhà máy thuỷ
điện là phơng thức dẫn nớc vuông góc
2- Phơng thức cấp nớc cho nhà máy thuỷ điện :
2-1) Phơng thức cấp nớc độc lập :
Là phơng thức cấp nớc độc lập là phơng thức mà mỗi đờng ống cấp nớc cho một
tổ máy của trạm
*u điểm :
Cấu tạo đờng ống đơn giản, tổn thất thuỷ lực nhỏ , khi một đờng ống gặp sự
cố hoặc cần sữa chữa thì chỉ có một tổ máy ngừng làm việc còn các tổ máy khác
vẫn làm việc bình thờng ,khi thay đổi chế độ làm việc của một tổ máy thì không
ảnh hởng tới điều kiện làm việc bình thờng của các tổ máy khác
*Nhợc điểm :
Khối lợng đờng ống lớn nên vốn đầu t xây dựng lớn
*ứng dựng :
Phơng thức cấp nớc độc lập đợc ứng dụng cho trạm thuỷ điện có đờng ống
ngắn và cho trờng hợp nhà máy có ít tổ máy
2-2) Phơng thức cấp nớc theo nhóm :
116

đồ án tốt nghiệp
sơ bộ TTĐ Nậm Cát

Thiết kế

Là sơ đồ mà một đờng ống áp lực cung cấp nớc cho một số tổ máy;
2.3) Sơ đồ cấp nớc liên hợp :
Sơ đồ cấp nớc liên hợp là sơ đồ mà một đờng ống áp lực chính cung cấp nớc cho tất cả các tổ máy của nhà máy thuỷ điện thông qua các đờng ống phụ.
Trong đồ án này với số tổ máy của nhà máy thuỷ điện là 4 tổ máy , nhà
máy thuỷ điện sau đập đờng ống áp lực ngắn ,lu lợng qua một tổ máy lớn nên
chọn phơng thức cấp nớc độc lập.
VI - Tính toán đờng ống áp lực
Khi mực nớc dâng bình thờng đã đợc xác định , chiều cao đập đã đợc thiết
kế và với cột nớc tính toán của trạm thuỷ điện cùng với số tổ máy của TTĐ đã đợc
lựa chọn thì vốn đầu t vào nhà máy thuỷ điên phụ thuộc vào việc chọn và bố trí đờng ống áp lực, phụ thợc vào chi phí vận hành đờng ống áp lực hằng năm.Do vậy
việc bố trí và chọn kích thớc đờng ống áp lực phải căn cứ vào đờng kính kinh tế
của đờng ống áp lực, và thông qua tính toán kỷ thuật .
1)Xác định đờng kính tế của đờng ống áp lực :
Theo công thức tính toán kinh tế đờng ống áp lực thì chọn đờng kính kinh tế
của đờng ống áp lực là: Dkt = 6,3 m.
Xác định bề dày thành ống áp lực :
Bề dày thành ống phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố nh : chiều cao cột nớc của
trạm thuỷ điện khi làm việc có kể tới áp lực nớcva , đờng kính đờng ống áp lực ,
vật liệu chế tạo đờng ống , phụ thuộc vào các yếu tố lắp đặt , và mối hàn .
Bề dày của đờng ống áp lực đợc xác định theo hai điều kiện : Điều kiện chịu
lực và điều kiện ổn định . Nhng trong đồ án này do đờng ống áp lực đặt trong thân
đập bê tông trọng lực nên không cần kiểm tra điều kiện ổn định .
Theo điều kiện chịu lực chiều dày thành ống áp lực đợc xác định theo công
.H .D

thức sau : = 2.R.
Trong đó :


: trọng lợng riêng của nớc ( = 1 T/m3)
: hệ số xét tới chất lợng hàn ống thép : 1 chọn = 1

H: Cột nớc áp lực lớn nhất có kể tới áp lực nớc va(trong trờng hợp này do
cha tính toán áp lực nớc va nên có thể xem H = Hmax = 90,17 m sau đó kiểm tra lại
trong trờng hợp tính toán áp lực nớc va);
117

đồ án tốt nghiệp
sơ bộ TTĐ Nậm Cát

Thiết kế

D : Đờng kính kinh tế của ống áp lực khi tính toán sơ bộ ( D = 6,3m)
R : Cờng độ tính toán của vật liệu chế tạo đờng ống và đợc xác định nh sau:
R = Rtc.C.K.m.mv
Trong đó:
Rtc : Sức kháng tiêu chuẩn của vật liệu Rtc = 45(kg/m2)
C : Hệ số chuyển tiếp từ cờng độ chính sang cờng độ tính đổi : C = 1
K : Hệ số đồng chất của vật liệu làm ống ( K = 0,64)
m : Hệ số điều kiện làm việc ( m = 0,6)
mv: Hệ số vốn đầu t ( mv = 0,8 )
Thay số vào công thức trên ta đợc : R = 45.1.0,64.0,6.0,8 = 13,824 (kg/m2)
Khi đó :

=

.H .D 1.90,17.6,3
=
= 20,55 mm
2.R.
2.13,824.1

Đờng ống áp lực nằm trong đập bê tông trọng lực nên không cần chiều dày
chống rỉ do vậy chọn chiều dày thành ống bê tông trọng lực là = 22 mm
2) Chiều dài đoạn chuyển tiếp từ đờng ống áp lực vào buồng xoắn turbin
Chiều dài đoạn chuyển tiếp từ đờng ống áp lực vào trong buồng xoắn phụ
thuộc vào kích thớc giữa đờng kính ống áp lực và đờng kính lớn nhất của buồng
xoắn , phụ thuộc vào lu lợng vào trong buồng xoắn ,...
Trong thc tế ngời ta thờng chọn chiều dài đoạn chuyển tiếp L bằng
L = 7.(Dkt + Dv)
Trong đó
Dkt : Đờng kính kinh tế của đờng ống áp lực
Dv : Đờng kính cửa vào của buồng xoắn
Thay số vào ta đợc : L = 7.(6,3 - 4,53) = 12,39 m
Và bảo đảm sao cho góc tạo bởi phơng nằm ngang với phơng của đoạn chuyển
tiếp là nhỏ hơn một giá trị .

Chơng V
Xác định áp lực nớc va
I.Hiện tợng nớc va.
Khi đóng hay mở cửa van thì trong đờng ống áp lực lu lợng và lu tốc thay đổi.
Sự thay đổi lu tốc dẫn đến sự thay đổi áp lực trong đờng ống. Nếu thay đổi lu tốc
một cách đột ngột thì áp lực trong đờng ống cũng thay đổi đột ngột theo. Sự thay
đổi có lúc tăng, có lúc giảm xảy ra liên tục tác động lên thành ống và gây nên sự
118

đồ án tốt nghiệp
sơ bộ TTĐ Nậm Cát

Thiết kế

rung động trong thân ống, có khi phát ra những tiêng động dữ dội. Hiện tợng này
gọi là hiện tợng nớc va.
Nguyên lý vật lý của sự tăng giảm áp lực nớc va trong đờng ống là do lực
quán tính của dòng nớc trong thân ống. Khi đóng cánh hớng nớc, chuyển động
của dòng nớc trong ống là chuyển động chậm dần. Hớng của gia tốc dòng chảy
sẽ ngợc với hớng của vận tốc do đó lực quán tính sẽ trùng với hớng của vận tốc
dẫn đến tăng thêm áp lực nớc trong đờng ống gọi là nớc va dơng. Ngợc lại khi mở
cánh hớng nớc, chuyển động của dòng nớc trong ống là nhanh dần đều, lực quán
tính sẽ đổi ngợc hớng lại với chiều dòng chảy, vì vậy đờng ống có hiện tợng giảm
áp lực gọi là nớc va âm.
II.ảnh hởng của nớc va.
Nớc va có ảnh hởng lớn đến điều kiện làm việc làm việc của nhà máy thuỷ
điện. Khi xảy ra hiện tợng nớc va, áp lực nớc trong đờng ống sẽ thay đổi, do đó
làm thay đổi cột nớc của TTĐ. Sự thay đổi áp lực và cột nớc của TTĐ mặc dù chỉ
mang tính chất nhất thời nhng gây khó khăn cho việc điều chỉnh turbin vì cột nớc
thay đổi gây ra sự dao động công suất và số vòng quay của turbin. Sự dao động
áp lực nớc va gây nên sự tăng ứng suất trong thành buồng turbin và đặc biệt
trong thành buồng ống dẫn. Đối với những đờng ống áp lực của trạm thuỷ điện có
chiều dài lớn, trị số áp lực nớc va dơng có thể đạt giá trị gấp vài lần cột nớc của
trạm thuỷ điện. Vì vậy phải tăng chiều dày thành ống dẫn đến tăng giá thành xây
dựng đờng ống và chi phí vận hành hằng năm.
Khi có hiện tợng nớc va âm, áp lực nớc giảm xuống, có khi tạo nên áp suất
chân không trong đờng ống gây ra bẹp ống.
Do vậy tính toán áp lực nớc va là rất quan trọng cần đợc tính toán kỷ thuật
cẩn thận trớc khi chọn kích thớc chiều dày và bố trí đờng ống áp lực
III. Tính toán áp lực nớc va
Với trạm thuỷ điện Nậm Cát là TTĐ sau đập ,theo cách bố trí trên bình đồ
tổng thể và trên mặt cắt ngang nhà máy ta đo đợc chiều dài đờng ống áp lực là :
L = 134 m
Chiều cao cột nớc lớn nhất trong đờng ống áp lực là
119

đồ án tốt nghiệp
sơ bộ TTĐ Nậm Cát

Thiết kế
Hmax = MNDGC - Zttcđô

Trong đó MNDGC : Cao trình mực nớc dâng gia cờng ;
Zttcđô : Cao trình trung tâm đờng ống áp lực;
Để tăng mức độ an toàn cho trạm thuỷ điện ngời ta tính cao trình trung tâm
cuối đờng ống áp lực là tại trung tâm cánh hứng nớc vào trong buồng turbin cũng
chính là cao trình lắp máy của TTĐ : Hmax = 210 121,418 = 88,582 m
Tốc độ truyên sóng nớc va trong đờng ống áp lực đợc xác định theo công
Co

thức sau đây:

C=

1+

.D =
E.

Co
1+

.
E

Trong đó :
Co : Vận tốc truyên âm thanh trong môi trờng chất lỏng (xem nớc trong đờng
ống áp lực là nớc sạch không có bọt khí )ta lấy Co = 1435m/s
: Hệ số đàn hồi của nớc lấy = 2,1.104 (kg/cm2)
: Chiều dày thành ống áp lực (theo tính toán sơ bộ = 0,022 m

Dkt :Đờng kính kinh tế của ống áp lực : ( Dkt = 6,3m)
E : Mô đun đàn hôi của vật liệu làm đờng ống ( E = 2,1.106 kg/cm2)
1435

Thay số vào công thức trên ta đợc : C = 1 + 2,1.10 4 .6,3 = 729,908 m/s
6
2,1.10 .0,022

Tính toán áp lực nớc va:
Với chiều dài đờng ống đã biết L =134 m ta tính đợc pha nớc va nh sau
Tf =

2.134
2.L
= 729,908 = 0,367 (s)
C

Thực tế thời gian đóng mở cánh hứng nớc khoảng TS = (3-:-8)s phụ thuộc
vào trạm thuỷ điện . Trong đồ án này em chọn thời gian đóng mở cánh hứng nớc
TS = 6s

120